JP2003027985A - ハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラム - Google Patents
ハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラムInfo
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- JP2003027985A JP2003027985A JP2001218076A JP2001218076A JP2003027985A JP 2003027985 A JP2003027985 A JP 2003027985A JP 2001218076 A JP2001218076 A JP 2001218076A JP 2001218076 A JP2001218076 A JP 2001218076A JP 2003027985 A JP2003027985 A JP 2003027985A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ハイブリッド建設機械において、できるだけ簡
単な構成で、電動・発電機によりエンジンのアシスト作
動や発電作動を行わせ、エンジンを目標とする運転状態
に正確に制御できるようにする。 【解決手段】コントローラ９において、設定回転数Ｎ０
の最適トルクに対応した燃料噴射量Ｑｒを目標燃料噴射
量として求め、エンジン１の負荷トルクが大きく燃料噴
射量Ｑが目標燃料噴射量Ｑｒよりも低いときは、偏差Δ
Ｑｒに応じて電動・発電機６を電動機として作動させト
ルクアシストを行い、エンジン１の負荷トルクが小さく
燃料噴射量Ｑが目標燃料噴射量Ｑｒよりも高いときは、
偏差ΔＱｒに応じて電動・発電機６を発電機として作動
させ、発電させてバッテリ７に蓄電を行うことにより、
エンジン１を最適運転状態に近づくように制御する。
単な構成で、電動・発電機によりエンジンのアシスト作
動や発電作動を行わせ、エンジンを目標とする運転状態
に正確に制御できるようにする。 【解決手段】コントローラ９において、設定回転数Ｎ０
の最適トルクに対応した燃料噴射量Ｑｒを目標燃料噴射
量として求め、エンジン１の負荷トルクが大きく燃料噴
射量Ｑが目標燃料噴射量Ｑｒよりも低いときは、偏差Δ
Ｑｒに応じて電動・発電機６を電動機として作動させト
ルクアシストを行い、エンジン１の負荷トルクが小さく
燃料噴射量Ｑが目標燃料噴射量Ｑｒよりも高いときは、
偏差ΔＱｒに応じて電動・発電機６を発電機として作動
させ、発電させてバッテリ７に蓄電を行うことにより、
エンジン１を最適運転状態に近づくように制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
油圧建設機械に適用して好適なハイブリッド建設機械の
駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御
プログラムに関する。
油圧建設機械に適用して好適なハイブリッド建設機械の
駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御
プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、油圧ショベルなどの油圧建設機械
は、油圧ポンプをエンジン出力トルクだけによって駆動
し油圧作業部を駆動するのが一般的である。しかし、こ
の場合は、油圧作業部の負荷変動がそのままエンジンの
負荷変動となり、これによって燃費の低下や黒煙など排
ガス特性の悪化、騒音の増加を招いていた。
は、油圧ポンプをエンジン出力トルクだけによって駆動
し油圧作業部を駆動するのが一般的である。しかし、こ
の場合は、油圧作業部の負荷変動がそのままエンジンの
負荷変動となり、これによって燃費の低下や黒煙など排
ガス特性の悪化、騒音の増加を招いていた。
【０００３】このような問題を解決するための提案とし
て、例えば特開平９−２２４３５４号公報に記載のもの
がある。この提案では、油圧ポンプに電動・発電機を連
結し、油圧ポンプの吸収トルクが予め定めた設定値より
も大きい時には電動・発電機を電動機として駆動して油
圧ポンプのアシスト作動を行い、油圧ポンプの吸収トル
クが設定値よりも小さい時には電動・発電機を発電作動
させることで、上記の間題を解決しようとしている。す
なわち、従来、燃料供給量の増減で行っていたエンジン
回転数制御を、電動機によりアシストすることで、燃費
の向上、排ガス特性の改善及び騒晋の低減を図るもので
ある。
て、例えば特開平９−２２４３５４号公報に記載のもの
がある。この提案では、油圧ポンプに電動・発電機を連
結し、油圧ポンプの吸収トルクが予め定めた設定値より
も大きい時には電動・発電機を電動機として駆動して油
圧ポンプのアシスト作動を行い、油圧ポンプの吸収トル
クが設定値よりも小さい時には電動・発電機を発電作動
させることで、上記の間題を解決しようとしている。す
なわち、従来、燃料供給量の増減で行っていたエンジン
回転数制御を、電動機によりアシストすることで、燃費
の向上、排ガス特性の改善及び騒晋の低減を図るもので
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術には次のような間題がある。
技術には次のような間題がある。
【０００５】第１に、油圧作業部を駆動する上で必要と
なる油圧ポンプでの必要吸収トルクを検出するのに吸収
トルク検出手段が必要となり、装置が複雑となる。
なる油圧ポンプでの必要吸収トルクを検出するのに吸収
トルク検出手段が必要となり、装置が複雑となる。
【０００６】第２に、エンジン出力トルクから油圧ポン
プ吸収トルクに至る経路途中での慣性負荷や摩擦力の影
響が考慮されないために、目標とする最適なエンジン負
荷特性に正確に制御できない。
プ吸収トルクに至る経路途中での慣性負荷や摩擦力の影
響が考慮されないために、目標とする最適なエンジン負
荷特性に正確に制御できない。
【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、できるだけ簡
単な構成で、電動・発電機によりエンジンのアシスト作
動や発電作動を行わせ、エンジンを目標とする運転状態
に正確に制御することのできるハイブリッド建設機械の
駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその電動発電
制御プログラムを提供することである。
たものであり、その目的とするところは、できるだけ簡
単な構成で、電動・発電機によりエンジンのアシスト作
動や発電作動を行わせ、エンジンを目標とする運転状態
に正確に制御することのできるハイブリッド建設機械の
駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその電動発電
制御プログラムを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、エンジンと、このエンジンの回転
数を設定する回転数設定手段と、エンジンの燃料噴射量
を調整するガバナと、前記設定回転数となるよう前記ガ
バナを制御し前記エンジンを制御するエンジン制御手段
と、エンジンにより駆動される油圧ポンプとを備え、こ
の油圧ポンプから吐出される圧油により油圧作業部の駆
動を行う建設機械の駆動制御装置において、前記エンジ
ンから前記油圧ポンプヘトルクを伝達する伝達軸に設け
られた電動・発電機と、この電動・発電機に対する電気
エネルギーの授受を行う蓄電手段と、前記電動・発電機
の動作を制御する電動発電制御手段とを備え、前記電動
発電制御手段は、目標トルクに対応する燃料噴射量を予
め設定しておき、この目標トルクに対応する燃料噴射量
を燃料噴射量の目標値として用い、この目標値と燃料噴
射量の実測値とを比較して、実測値が目標値より大きく
なると前記電動・発電機を電動機として機能させ、実測
値が目標値より小さくなると前記電動・発電機を発電機
として機能させるよう制御するものとする。
るために、本発明は、エンジンと、このエンジンの回転
数を設定する回転数設定手段と、エンジンの燃料噴射量
を調整するガバナと、前記設定回転数となるよう前記ガ
バナを制御し前記エンジンを制御するエンジン制御手段
と、エンジンにより駆動される油圧ポンプとを備え、こ
の油圧ポンプから吐出される圧油により油圧作業部の駆
動を行う建設機械の駆動制御装置において、前記エンジ
ンから前記油圧ポンプヘトルクを伝達する伝達軸に設け
られた電動・発電機と、この電動・発電機に対する電気
エネルギーの授受を行う蓄電手段と、前記電動・発電機
の動作を制御する電動発電制御手段とを備え、前記電動
発電制御手段は、目標トルクに対応する燃料噴射量を予
め設定しておき、この目標トルクに対応する燃料噴射量
を燃料噴射量の目標値として用い、この目標値と燃料噴
射量の実測値とを比較して、実測値が目標値より大きく
なると前記電動・発電機を電動機として機能させ、実測
値が目標値より小さくなると前記電動・発電機を発電機
として機能させるよう制御するものとする。
【０００９】このように電動・発電機の動作を制御する
電動発電制御手段を設け、目標トルクに対応する燃料噴
射量を燃料噴射量の目標値として用い、この目標値と燃
料噴射量の実測値とを比較して電動・発電機の作動を切
り換え制御することにより、エンジンの軸トルクを直接
検出しなくても、エンジンの出力を目標トルクが保たれ
るよう制御することができ、簡単な構成で電動・発電機
によるエンジンのアシスト作動や発電作動を行わせるこ
とができる。また、燃料噴射量の目標値と比較される燃
料噴射量の実測値にはエンジン出力トルクから油圧ポン
プ吸収トルクに至る経路途中での慣性負荷や摩擦力の影
響が含まれるので、エンジン出力トルクを正確に制御す
ることができる。
電動発電制御手段を設け、目標トルクに対応する燃料噴
射量を燃料噴射量の目標値として用い、この目標値と燃
料噴射量の実測値とを比較して電動・発電機の作動を切
り換え制御することにより、エンジンの軸トルクを直接
検出しなくても、エンジンの出力を目標トルクが保たれ
るよう制御することができ、簡単な構成で電動・発電機
によるエンジンのアシスト作動や発電作動を行わせるこ
とができる。また、燃料噴射量の目標値と比較される燃
料噴射量の実測値にはエンジン出力トルクから油圧ポン
プ吸収トルクに至る経路途中での慣性負荷や摩擦力の影
響が含まれるので、エンジン出力トルクを正確に制御す
ることができる。
【００１０】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記電動発電制御手段は、前記燃料噴射量の目標値と実
測値の偏差を演算し、その偏差に応じて前記電動・発電
機が電動機或いは発電機として機能するときの制御量を
変えるものとする。
前記電動発電制御手段は、前記燃料噴射量の目標値と実
測値の偏差を演算し、その偏差に応じて前記電動・発電
機が電動機或いは発電機として機能するときの制御量を
変えるものとする。
【００１１】これにより燃料噴射量の目標値と燃料噴射
量の実測値とを比較して電動・発電機の作動を切り換え
制御するとき、燃料噴射量の目標値と実測値との偏差の
程度（大小）に応じて電動・発電機の発電量やトルクア
シスト量が変わるので、エンジンの出力トルクを精度良
く制御することができる。
量の実測値とを比較して電動・発電機の作動を切り換え
制御するとき、燃料噴射量の目標値と実測値との偏差の
程度（大小）に応じて電動・発電機の発電量やトルクア
シスト量が変わるので、エンジンの出力トルクを精度良
く制御することができる。
【００１２】（３）また、上記（１）において、好まし
くは、前記電動発電制御手段は、前記回転数設定手段に
よる設定回転数とこの設定回転数で前記目標トルクを出
力するときの燃料噴射量との関係を予め定めておき、こ
の関係にそのときの設定回転数を参照して前記目標トル
クに対応する燃料噴射量を求め、燃料噴射量の目標値と
するものとする。
くは、前記電動発電制御手段は、前記回転数設定手段に
よる設定回転数とこの設定回転数で前記目標トルクを出
力するときの燃料噴射量との関係を予め定めておき、こ
の関係にそのときの設定回転数を参照して前記目標トル
クに対応する燃料噴射量を求め、燃料噴射量の目標値と
するものとする。
【００１３】これにより設定回転数が変わっても、設定
回転数に応じて目標トルクに対応する燃料噴射量（燃料
噴射量の目標値）が設定されるので、常に意図するトル
ク状態にエンジン出力を制御することができる。
回転数に応じて目標トルクに対応する燃料噴射量（燃料
噴射量の目標値）が設定されるので、常に意図するトル
ク状態にエンジン出力を制御することができる。
【００１４】（４）更に、上記（１）において、好まし
くは、前記目標トルクはそのときの設定回転数で前記エ
ンジンの最適運転状態を得る最適トルクである。
くは、前記目標トルクはそのときの設定回転数で前記エ
ンジンの最適運転状態を得る最適トルクである。
【００１５】これによりエンジンの最適トルクに対応す
る燃料噴射量が目標値として設定されるので、燃費や排
ガス、騒音などの影響に対してエンジンを最適な状態で
運転することができる。また、エンジンに要求される運
転時の最大トルクが電動・発電機によるアシスト分だけ
低下するため、エンジンの小型化が図れ、小型化の分、
燃費や排ガス、騒音の影響の向上や設置スペースの減
少、軽量化などが図れる。
る燃料噴射量が目標値として設定されるので、燃費や排
ガス、騒音などの影響に対してエンジンを最適な状態で
運転することができる。また、エンジンに要求される運
転時の最大トルクが電動・発電機によるアシスト分だけ
低下するため、エンジンの小型化が図れ、小型化の分、
燃費や排ガス、騒音の影響の向上や設置スペースの減
少、軽量化などが図れる。
【００１６】（５）また、上記（１）において、好まし
くは、前記目標トルクはそのときの設定回転数で前記エ
ンジンの最少燃費を得るトルクである。
くは、前記目標トルクはそのときの設定回転数で前記エ
ンジンの最少燃費を得るトルクである。
【００１７】これによりエンジンの最少燃費トルクに対
応した燃料噴射量が燃料噴射量の目標値として設定され
るので、最少の燃費でエンジンを運転することができ
る。
応した燃料噴射量が燃料噴射量の目標値として設定され
るので、最少の燃費でエンジンを運転することができ
る。
【００１８】（６）また、上記（１）において、好まし
くは、前記エンジンから前記油圧ポンプヘトルクを伝達
する伝達軸に慣性負荷手段を設置する。
くは、前記エンジンから前記油圧ポンプヘトルクを伝達
する伝達軸に慣性負荷手段を設置する。
【００１９】これにより慣性負荷手段でエンジン回転数
が一定となるように機械的に補助することができ、目標
トルクに対応した燃料噴射量に制御し易くなり、結果的
にエンジンを意図した特性に維持し易くなる。
が一定となるように機械的に補助することができ、目標
トルクに対応した燃料噴射量に制御し易くなり、結果的
にエンジンを意図した特性に維持し易くなる。
【００２０】また、電動・発電機のトルクアシストや発
電に対する負荷変動が抑えられるため、電動・発電機の
最大電流が小さくなり、電動・発電機や電動・発電機制
御手段、蓄電手段の小型化が図れる。
電に対する負荷変動が抑えられるため、電動・発電機の
最大電流が小さくなり、電動・発電機や電動・発電機制
御手段、蓄電手段の小型化が図れる。
【００２１】（７）また、上記目的を達成するために、
本発明は、エンジンと、このエンジンの回転数を設定す
る回転数設定手段と、エンジンの燃料噴射量を調整する
ガバナと、前記設定回転数となるよう前記ガバナを制御
し前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、エンジ
ンにより駆動される油圧ポンプとを備え、この油圧ポン
プから吐出される圧油により油圧作業部の駆動を行う建
設機械において、前記エンジンから前記油圧ポンプヘト
ルクを伝達する伝達軸に設けられた電動・発電機と、こ
の電動・発電機に対する電気エネルギーの授受を行う蓄
電手段と、前記電動・発電機の動作を制御する電動発電
制御手段とを備え、前記電動発電制御手段は、目標トル
クに対応する燃料噴射量を予め設定しておき、この目標
トルクに対応する燃料噴射量を燃料噴射量の目標値とし
て用い、この目標値と燃料噴射量の実測値とを比較し
て、実測値が目標値より大きくなると前記電動・発電機
を電動機として機能させ、実測値が目標値より小さくな
ると前記電動・発電機を発電機として機能させるよう制
御するものとする。
本発明は、エンジンと、このエンジンの回転数を設定す
る回転数設定手段と、エンジンの燃料噴射量を調整する
ガバナと、前記設定回転数となるよう前記ガバナを制御
し前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、エンジ
ンにより駆動される油圧ポンプとを備え、この油圧ポン
プから吐出される圧油により油圧作業部の駆動を行う建
設機械において、前記エンジンから前記油圧ポンプヘト
ルクを伝達する伝達軸に設けられた電動・発電機と、こ
の電動・発電機に対する電気エネルギーの授受を行う蓄
電手段と、前記電動・発電機の動作を制御する電動発電
制御手段とを備え、前記電動発電制御手段は、目標トル
クに対応する燃料噴射量を予め設定しておき、この目標
トルクに対応する燃料噴射量を燃料噴射量の目標値とし
て用い、この目標値と燃料噴射量の実測値とを比較し
て、実測値が目標値より大きくなると前記電動・発電機
を電動機として機能させ、実測値が目標値より小さくな
ると前記電動・発電機を発電機として機能させるよう制
御するものとする。
【００２２】これにより上記（１）で述べたように、簡
単な構成で、電動・発電機によりエンジンのアシスト作
動や発電作動を行わせ、エンジンを目標トルクとなるよ
う正確に制御することができる。
単な構成で、電動・発電機によりエンジンのアシスト作
動や発電作動を行わせ、エンジンを目標トルクとなるよ
う正確に制御することができる。
【００２３】（８）更に、上記目的を達成するために、
本発明は、エンジンと、このエンジンの回転数を設定す
る回転数設定手段と、エンジンの燃料噴射量を調整する
ガバナと、前記設定回転数となるよう前記ガバナを制御
し前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、エンジ
ンにより駆動される油圧ポンプと、前記エンジンから前
記油圧ポンプへトルクを伝達する伝達軸に設けられた電
動・発電機とを備え、前記油圧ポンプから吐出される圧
油により油圧作業部の駆動を行うハイブリッド建設機械
の駆動制御プログラムにおいて、前記電動・発電機の動
作を制御するためにコンピュータを、目標トルクに対応
する燃料噴射量を予め設定しておき、この目標トルクに
対応する燃料噴射量を燃料噴射量の目標値として用い、
この目標値と燃料噴射量の実測値とを比較して、実測値
が目標値より大きくなると前記電動・発電機を電動機と
して機能させ、実測値が目標値より小さくなると前記電
動・発電機を発電機として機能させるよう制御する手段
として機能させるものとする。
本発明は、エンジンと、このエンジンの回転数を設定す
る回転数設定手段と、エンジンの燃料噴射量を調整する
ガバナと、前記設定回転数となるよう前記ガバナを制御
し前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、エンジ
ンにより駆動される油圧ポンプと、前記エンジンから前
記油圧ポンプへトルクを伝達する伝達軸に設けられた電
動・発電機とを備え、前記油圧ポンプから吐出される圧
油により油圧作業部の駆動を行うハイブリッド建設機械
の駆動制御プログラムにおいて、前記電動・発電機の動
作を制御するためにコンピュータを、目標トルクに対応
する燃料噴射量を予め設定しておき、この目標トルクに
対応する燃料噴射量を燃料噴射量の目標値として用い、
この目標値と燃料噴射量の実測値とを比較して、実測値
が目標値より大きくなると前記電動・発電機を電動機と
して機能させ、実測値が目標値より小さくなると前記電
動・発電機を発電機として機能させるよう制御する手段
として機能させるものとする。
【００２４】これにより上記（１）で述べたように、簡
単な構成で、電動・発電機によりエンジンのアシスト作
動や発電作動を行わせ、エンジンを目標トルクとなるよ
う正確に制御することができる。
単な構成で、電動・発電機によりエンジンのアシスト作
動や発電作動を行わせ、エンジンを目標トルクとなるよ
う正確に制御することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
【００２６】図１は、本発明の第１の実施の形態に係る
ハイブリッド建設機械の油圧駆動制御装置を示す図であ
り、図２はそのハイブリッド建設機械（油圧ショベル）
の外観を示す図である。
ハイブリッド建設機械の油圧駆動制御装置を示す図であ
り、図２はそのハイブリッド建設機械（油圧ショベル）
の外観を示す図である。
【００２７】図１において、本実施の形態に係わる油圧
駆動制御装置は、油圧ショベルのフロント作業機や旋回
装置、走行装置などの駆動に用いられるものであり、エ
ンジン１と、エンジン回転数を設定するスロットルダイ
ヤル２と、エンジン回転数を検出する回転数センサ３
と、エンジン１の燃料噴射量を調整するガバナ４と、ガ
バナ４による燃料噴射量を検出するガバナセンサ１６
と、エンジン１により駆動される可変容量形油圧ポンプ
５と、エンジン駆動軸上に配置された電動・発電機６
と、蓄電部（バッテリ）７と、電動・発電機６の回転数
を制御して必要に応じて蓄電部７と電力授受を行う電動
・発電機制御部、即ちインバータ８と、ガバナ４を制御
し燃料噴射量を調整してエンジン回転数を制御するとと
もに、インバータ８を制御し電動・発電機６のトルクを
制御するコントローラ９とを備えている。
駆動制御装置は、油圧ショベルのフロント作業機や旋回
装置、走行装置などの駆動に用いられるものであり、エ
ンジン１と、エンジン回転数を設定するスロットルダイ
ヤル２と、エンジン回転数を検出する回転数センサ３
と、エンジン１の燃料噴射量を調整するガバナ４と、ガ
バナ４による燃料噴射量を検出するガバナセンサ１６
と、エンジン１により駆動される可変容量形油圧ポンプ
５と、エンジン駆動軸上に配置された電動・発電機６
と、蓄電部（バッテリ）７と、電動・発電機６の回転数
を制御して必要に応じて蓄電部７と電力授受を行う電動
・発電機制御部、即ちインバータ８と、ガバナ４を制御
し燃料噴射量を調整してエンジン回転数を制御するとと
もに、インバータ８を制御し電動・発電機６のトルクを
制御するコントローラ９とを備えている。
【００２８】油圧ポンプ５から吐出された圧油はバルブ
装置１１を介してアクチュエータ１２に供給され、この
アクチュエータにより油圧ショベルのフロント作業機や
旋回装置、走行装置が駆動される。
装置１１を介してアクチュエータ１２に供給され、この
アクチュエータにより油圧ショベルのフロント作業機や
旋回装置、走行装置が駆動される。
【００２９】図２において、２１は上記油圧駆動制御装
置を搭載したハイブリッド油圧ショベルであり、油圧シ
ョベル２１は下部走行体２２、上部旋回体２３、フロン
ト作業機２４を有し、上部旋回体２３は下部走行体２２
に対して旋回可能に搭載され、フロント作業機２４は上
部旋回体２３の前部に上下動可能に取り付けられてい
る。下部走行体２２には走行モータ２２ａを有する左右
の走行装置（片側のみ図示）が設けられ、下部走行体２
２と上部旋回体２３の間には旋回モータ２３ａを有する
旋回装置が配置されている。フロント作業機２４はブー
ム２５、アーム２６、バケット２７を有する多関節構造
であり、ブーム２５はブームシリンダ２５ａにより、ア
ーム２６はアームシリンダ２６ａにより、バケット２７
はバケットシリンダ２７ａによりそれぞれ回転駆動され
る。
置を搭載したハイブリッド油圧ショベルであり、油圧シ
ョベル２１は下部走行体２２、上部旋回体２３、フロン
ト作業機２４を有し、上部旋回体２３は下部走行体２２
に対して旋回可能に搭載され、フロント作業機２４は上
部旋回体２３の前部に上下動可能に取り付けられてい
る。下部走行体２２には走行モータ２２ａを有する左右
の走行装置（片側のみ図示）が設けられ、下部走行体２
２と上部旋回体２３の間には旋回モータ２３ａを有する
旋回装置が配置されている。フロント作業機２４はブー
ム２５、アーム２６、バケット２７を有する多関節構造
であり、ブーム２５はブームシリンダ２５ａにより、ア
ーム２６はアームシリンダ２６ａにより、バケット２７
はバケットシリンダ２７ａによりそれぞれ回転駆動され
る。
【００３０】油圧ショベル２１には、図示の如く、上記
油圧駆動制御装置のエンジン１、油圧ポンプ５、電動・
発電機６、バルブ装置１１を搭載しており、ハイブリッ
ド建設機械として構成されている。走行モータ２２ａ、
旋回モータ２３ａ、ブームシリンダ２５ａ、アームシリ
ンダ２６ａ、バケットシリンダ２７ａはアクチュエータ
１２を構成する。
油圧駆動制御装置のエンジン１、油圧ポンプ５、電動・
発電機６、バルブ装置１１を搭載しており、ハイブリッ
ド建設機械として構成されている。走行モータ２２ａ、
旋回モータ２３ａ、ブームシリンダ２５ａ、アームシリ
ンダ２６ａ、バケットシリンダ２７ａはアクチュエータ
１２を構成する。
【００３１】図１に戻り、エンジン１はディーゼルエン
ジンであり、ガバナ４により燃料噴射量を制御すること
で調速される。このガバナ４は、例えば燃料噴射ポンプ
を備えた電子ガバナであり、スロットルダイヤル２で設
定されたエンジン１の設定回転数と回転数センサ３で検
出された実測回転数の偏差に基づきコントローラ９によ
り制御される。ガバナセンサ１６は、例えば、燃料噴射
ポンプのラック位置を検出する位置センサである。
ジンであり、ガバナ４により燃料噴射量を制御すること
で調速される。このガバナ４は、例えば燃料噴射ポンプ
を備えた電子ガバナであり、スロットルダイヤル２で設
定されたエンジン１の設定回転数と回転数センサ３で検
出された実測回転数の偏差に基づきコントローラ９によ
り制御される。ガバナセンサ１６は、例えば、燃料噴射
ポンプのラック位置を検出する位置センサである。
【００３２】また、電動・発電機６は電動機と発電機の
両機能も兼ねるものであり、エンジン１のトルクアシス
トやエンジン１による発電を行うことで、エンジン１を
最適運転状態（最適トルク）に保持するように補助的に
作動する。この電動・発電機６の制御はインバータ８を
介してコントローラ９により行われる。
両機能も兼ねるものであり、エンジン１のトルクアシス
トやエンジン１による発電を行うことで、エンジン１を
最適運転状態（最適トルク）に保持するように補助的に
作動する。この電動・発電機６の制御はインバータ８を
介してコントローラ９により行われる。
【００３３】コントローラ９によるエンジン１及び電動
・発電機６の制御の詳細を図３〜図６により説明する。
・発電機６の制御の詳細を図３〜図６により説明する。
【００３４】図３は、エンジン１の軸トルクと燃料噴射
量とガバナ特性と最適トルクとの関係を示す図である。
図中、実線Ｘはエンジン１の仕様上の最大トルク線図で
あり、波線Ｙは設定回転数がＮ０のときのガバナ特性線
であり、一点鎖線Ｚはエンジン１の燃費に関する最適ト
ルク線図である。
量とガバナ特性と最適トルクとの関係を示す図である。
図中、実線Ｘはエンジン１の仕様上の最大トルク線図で
あり、波線Ｙは設定回転数がＮ０のときのガバナ特性線
であり、一点鎖線Ｚはエンジン１の燃費に関する最適ト
ルク線図である。
【００３５】前述したように、ガバナ４は例えば燃料噴
射ポンプを備えた電子ガバナであり、スロットルダイヤ
ル２でエンジン１の回転数をＮ０に設定したとき、ガバ
ナ４は、コントローラ９により図３に波線Ｙで示すよう
な所定の傾きを持った特性で作動するよう制御される。
つまり、エンジン１の負荷トルクが大きくエンジン回転
数Ｎが低くなると、燃料噴射量を増やし軸トルクを増大
させ、エンジン１の負荷トルクが減少しエンジン回転数
Ｎが高くなると、燃料噴射量を減らし、軸トルクを減少
させ、これにより負荷変動に対してエンジン回転数Ｎを
ほぼ一定に保持するように制御する。このためコントロ
ーラ９は、スロットルダイヤル２で設定されたエンジン
１の設定回転数（例えば図３のＮ０）と回転数センサ２
で検出された実測回転数（例えば、負荷トルクが図３の
Ｃ点相当のとき、Ｎ０１）の偏差ΔＮ０を計算し、偏差
ΔＮ０が増大すると、燃料噴射量増の指令信号をガバナ
４に出力し、偏差ΔＮ０が減少すると、燃料噴射量減の
指令信号をガバナ４に出力する。以上により、エンジン
１の負荷変動、即ち油圧ポンプ５が駆動するアクチュエ
ータ１２の負荷変動に対してもエンジン回転数Ｎをほぼ
一定に制御し、油圧ポンプ５の吐出流量の変動を抑え、
快適な作業を可能としている。
射ポンプを備えた電子ガバナであり、スロットルダイヤ
ル２でエンジン１の回転数をＮ０に設定したとき、ガバ
ナ４は、コントローラ９により図３に波線Ｙで示すよう
な所定の傾きを持った特性で作動するよう制御される。
つまり、エンジン１の負荷トルクが大きくエンジン回転
数Ｎが低くなると、燃料噴射量を増やし軸トルクを増大
させ、エンジン１の負荷トルクが減少しエンジン回転数
Ｎが高くなると、燃料噴射量を減らし、軸トルクを減少
させ、これにより負荷変動に対してエンジン回転数Ｎを
ほぼ一定に保持するように制御する。このためコントロ
ーラ９は、スロットルダイヤル２で設定されたエンジン
１の設定回転数（例えば図３のＮ０）と回転数センサ２
で検出された実測回転数（例えば、負荷トルクが図３の
Ｃ点相当のとき、Ｎ０１）の偏差ΔＮ０を計算し、偏差
ΔＮ０が増大すると、燃料噴射量増の指令信号をガバナ
４に出力し、偏差ΔＮ０が減少すると、燃料噴射量減の
指令信号をガバナ４に出力する。以上により、エンジン
１の負荷変動、即ち油圧ポンプ５が駆動するアクチュエ
ータ１２の負荷変動に対してもエンジン回転数Ｎをほぼ
一定に制御し、油圧ポンプ５の吐出流量の変動を抑え、
快適な作業を可能としている。
【００３６】なお、ガバナ４はそれ自身が図３に波線Ｙ
で示す所定の傾きを持った特性を有するメカニカルガバ
ナであってもよく、この場合はコントローラ９からは設
定回転数に応じた指令値が出力され、メカニカルガバナ
の燃料噴射量調整機構により実際の回転数と設定回転数
との偏差に応じた燃料噴射量の調整が行われる。また、
ガバナ４が電子ガバナである場合は、そのガバナ特性は
必ずしも図３に波線Ｙで示すように所定の傾きを持つ特
性である必要はなく、図３の横軸に対して垂直な特性で
あっても良い。
で示す所定の傾きを持った特性を有するメカニカルガバ
ナであってもよく、この場合はコントローラ９からは設
定回転数に応じた指令値が出力され、メカニカルガバナ
の燃料噴射量調整機構により実際の回転数と設定回転数
との偏差に応じた燃料噴射量の調整が行われる。また、
ガバナ４が電子ガバナである場合は、そのガバナ特性は
必ずしも図３に波線Ｙで示すように所定の傾きを持つ特
性である必要はなく、図３の横軸に対して垂直な特性で
あっても良い。
【００３７】また、図３において、本実施形態の最適ト
ルク線図Ｚは、設定回転数について最少燃費となる軸ト
ルク点をプロットしたものであり、例えば設定回転数が
Ｎ０の場合、波線のガバナ特性線Ｙと一点鎖線の最適ト
ルク線図Ｚとの交点Ａが最少燃費となる最適トルク点で
ある。
ルク線図Ｚは、設定回転数について最少燃費となる軸ト
ルク点をプロットしたものであり、例えば設定回転数が
Ｎ０の場合、波線のガバナ特性線Ｙと一点鎖線の最適ト
ルク線図Ｚとの交点Ａが最少燃費となる最適トルク点で
ある。
【００３８】コントローラ９は、設定回転数がＮ０のと
き、交点Ａの燃料噴射量Ｑｒを目標燃料噴射量として電
動・発電機６を切り換え制御する。つまり、エンジン１
の負荷トルクが大きく燃料噴射量Ｑが目標燃料噴射量Ｑ
ｒよりも多い状態Ｂにあるときは、その噴射量偏差ΔＱ
ｒに応じて電動・発電機６を電動機として作動させトル
クアシストを行い、エンジン１の負荷トルクが小さく燃
料噴射量Ｑが目標燃料噴射量Ｑｒよりも少ない状態Ｃに
あるときは、その噴射量偏差ΔＱｒに応じて電動・発電
機６を発電機として作動させ、発電させてバッテリ７に
蓄電を行うことにより、エンジン１を最適トルク点Ａに
近づくように制御する。
き、交点Ａの燃料噴射量Ｑｒを目標燃料噴射量として電
動・発電機６を切り換え制御する。つまり、エンジン１
の負荷トルクが大きく燃料噴射量Ｑが目標燃料噴射量Ｑ
ｒよりも多い状態Ｂにあるときは、その噴射量偏差ΔＱ
ｒに応じて電動・発電機６を電動機として作動させトル
クアシストを行い、エンジン１の負荷トルクが小さく燃
料噴射量Ｑが目標燃料噴射量Ｑｒよりも少ない状態Ｃに
あるときは、その噴射量偏差ΔＱｒに応じて電動・発電
機６を発電機として作動させ、発電させてバッテリ７に
蓄電を行うことにより、エンジン１を最適トルク点Ａに
近づくように制御する。
【００３９】図４にコントローラ９の制御機能をフロー
チャートで示す。
チャートで示す。
【００４０】コントローラ９は、まず、ガバナセンサ１
６の検出信号を入力しエンジン１の燃料噴射量Ｑを検出
する（ステップＳ１００）。また、スロットルダイヤル
２の設定信号を入力しエンジン１の設定回転数Ｎ０を検
出する（ステップＳ１１０）。次いで、設定回転数Ｎ０
の最適トルクに対応した燃料噴射量Ｑｒを目標燃料噴射
量として演算する（ステップＳ１２０）。この演算は図
５に示すような制御マップを用いて行う。この制御マッ
プは、図３に示した設定回転数Ｎ０に対する最適トルク
に対応した燃料噴射量Ｑｒを設定回転数全体について求
め、マップ化したものであり、最適トルクとは前述した
ようにその設定回転数で最少燃費を得るトルクである。
６の検出信号を入力しエンジン１の燃料噴射量Ｑを検出
する（ステップＳ１００）。また、スロットルダイヤル
２の設定信号を入力しエンジン１の設定回転数Ｎ０を検
出する（ステップＳ１１０）。次いで、設定回転数Ｎ０
の最適トルクに対応した燃料噴射量Ｑｒを目標燃料噴射
量として演算する（ステップＳ１２０）。この演算は図
５に示すような制御マップを用いて行う。この制御マッ
プは、図３に示した設定回転数Ｎ０に対する最適トルク
に対応した燃料噴射量Ｑｒを設定回転数全体について求
め、マップ化したものであり、最適トルクとは前述した
ようにその設定回転数で最少燃費を得るトルクである。
【００４１】このようにして目標燃料噴射量Ｑｒを求め
ると、目標燃料噴射量Ｑｒと実際の燃料噴射量Ｑとの偏
差ΔＱｒをΔＱｒ＝Ｑｒ−Ｑの計算で求め（ステップＳ
１３０）、噴射量偏差ΔＱｒの正負、つまりΔＱｒ＜０
かどうかを判定する（ステップＳ１４０）。この判定が
Ｙｅｓであれば、アシストトルクＴｍａをＴｍａ＝Ｋ ｍ
・ΔＱｒにより演算し（ステップＳ１５０）、インバー
タ８にアシストトルクＴｍａを指令値として出力する
（ステップＳ１６０）。また、ΔＱｒ＜０かどうかの判
定がＮｏであれば発電トルクＴｍｂをＴｍｂ＝Ｋｍ・Δ
Ｑｒにより演算し（ステップＳ１７０）、インバータに
発電トルクＴｍｂを指令値として出力する（ステップＳ
１８０）。
ると、目標燃料噴射量Ｑｒと実際の燃料噴射量Ｑとの偏
差ΔＱｒをΔＱｒ＝Ｑｒ−Ｑの計算で求め（ステップＳ
１３０）、噴射量偏差ΔＱｒの正負、つまりΔＱｒ＜０
かどうかを判定する（ステップＳ１４０）。この判定が
Ｙｅｓであれば、アシストトルクＴｍａをＴｍａ＝Ｋ ｍ
・ΔＱｒにより演算し（ステップＳ１５０）、インバー
タ８にアシストトルクＴｍａを指令値として出力する
（ステップＳ１６０）。また、ΔＱｒ＜０かどうかの判
定がＮｏであれば発電トルクＴｍｂをＴｍｂ＝Ｋｍ・Δ
Ｑｒにより演算し（ステップＳ１７０）、インバータに
発電トルクＴｍｂを指令値として出力する（ステップＳ
１８０）。
【００４２】図６にコントローラ９の制御機能全体を機
能ブロック図で示す。
能ブロック図で示す。
【００４３】図６において、エンジン制御部９Ａは、減
算部５１でエンジン１の設定回転数と実際のエンジン回
転数Ｎの偏差ΔＮ０を計算し、乗算部５１２で偏差ΔＮ
０に係数を乗じて制御信号とし、ガバナ４に出力する。
電動・発電機制御部９Ｂは、演算部６１で制御マップを
用いて設定回転数Ｎ０に対応する最少燃費を得る目標燃
料噴射量Ｑｒを計算し、減算部６２で目標燃料噴射量Ｑ
ｒと実際の燃料噴射量Ｑの偏差ΔＱｒを計算し、演算部
６３で偏差ΔＱｒの正負に応じて係数Ｋｍを乗じてアシ
ストトルクＴｍａ或いは発電トルクＴｍｂを演算し、こ
れを指令値としてインバータ８に出力する。
算部５１でエンジン１の設定回転数と実際のエンジン回
転数Ｎの偏差ΔＮ０を計算し、乗算部５１２で偏差ΔＮ
０に係数を乗じて制御信号とし、ガバナ４に出力する。
電動・発電機制御部９Ｂは、演算部６１で制御マップを
用いて設定回転数Ｎ０に対応する最少燃費を得る目標燃
料噴射量Ｑｒを計算し、減算部６２で目標燃料噴射量Ｑ
ｒと実際の燃料噴射量Ｑの偏差ΔＱｒを計算し、演算部
６３で偏差ΔＱｒの正負に応じて係数Ｋｍを乗じてアシ
ストトルクＴｍａ或いは発電トルクＴｍｂを演算し、こ
れを指令値としてインバータ８に出力する。
【００４４】以上のように構成した本実施の形態によれ
ば、従来、燃料供給量の増減で行っていたエンジン回転
数制御を、電動・発電機６によりアシストすることで、
エンジン運転状態を最少燃費となる運転状態に制御する
ことができ、燃費を向上できる。また、トルクアシスト
でエンジン回転数の変動が押さえられるので、騒音を低
減できる。
ば、従来、燃料供給量の増減で行っていたエンジン回転
数制御を、電動・発電機６によりアシストすることで、
エンジン運転状態を最少燃費となる運転状態に制御する
ことができ、燃費を向上できる。また、トルクアシスト
でエンジン回転数の変動が押さえられるので、騒音を低
減できる。
【００４５】また、エンジンに要求される運転時の最大
トルクが図３の最適トルク線図Ｚ相当のトルクに保たれ
電動・発電機６によるアシスト分だけ低下するため、エ
ンジン１の小型化が図れ、小型化の分、燃費や排ガス、
騒音の影響の向上や設置スペースの減少、軽量化などが
図れる。
トルクが図３の最適トルク線図Ｚ相当のトルクに保たれ
電動・発電機６によるアシスト分だけ低下するため、エ
ンジン１の小型化が図れ、小型化の分、燃費や排ガス、
騒音の影響の向上や設置スペースの減少、軽量化などが
図れる。
【００４６】また、エンジン１の軸トルクを直接検出す
るのではなく、設定回転数に応じて最適トルク（最少燃
費となるトルク）に対応する燃料噴射量を求め、これを
目標値とし電動・発電機６の制御を切り換えるので、ト
ルク検出手段が不要となり、簡単な構成で電動・発電機
６によるエンジンのアシスト作動や発電作動を行わせる
ことができる。また、燃料噴射量の目標値と比較される
燃料噴射量の実測値にはエンジン出力トルクから油圧ポ
ンプ吸収トルクに至る経路途中での慣性負荷や摩擦力の
影響が含まれるので、エンジン出力トルクを正確に制御
することができる。
るのではなく、設定回転数に応じて最適トルク（最少燃
費となるトルク）に対応する燃料噴射量を求め、これを
目標値とし電動・発電機６の制御を切り換えるので、ト
ルク検出手段が不要となり、簡単な構成で電動・発電機
６によるエンジンのアシスト作動や発電作動を行わせる
ことができる。また、燃料噴射量の目標値と比較される
燃料噴射量の実測値にはエンジン出力トルクから油圧ポ
ンプ吸収トルクに至る経路途中での慣性負荷や摩擦力の
影響が含まれるので、エンジン出力トルクを正確に制御
することができる。
【００４７】本発明の第２の実施の形態を図７により説
明する。図中、図１に示したものと同等の部分には同じ
符号を付している。
明する。図中、図１に示したものと同等の部分には同じ
符号を付している。
【００４８】図７において、本実施の形態に係わる油圧
駆動制御装置は、第１の実施の形態の構成に加えて、エ
ンジン１から油圧ポンプ５へのトルク伝達軸上に慣性負
荷（フライホイール）１０が追加されている。この場
合、電動・発電機６の慣性モーメントを大きくして、慣
性負荷１０を兼ねてもよい。
駆動制御装置は、第１の実施の形態の構成に加えて、エ
ンジン１から油圧ポンプ５へのトルク伝達軸上に慣性負
荷（フライホイール）１０が追加されている。この場
合、電動・発電機６の慣性モーメントを大きくして、慣
性負荷１０を兼ねてもよい。
【００４９】本実施の形態によれば、第１の実施の形態
による効果に加えて、慣性負荷１０によりエンジン回転
数一定となるように機械的にも補助されるので、最適ト
ルクに対応した一定のエンジン回転数（一定の燃料噴射
量）に制御し易くなり、結果的にエンジン特性を最適に
維持し易くなる。
による効果に加えて、慣性負荷１０によりエンジン回転
数一定となるように機械的にも補助されるので、最適ト
ルクに対応した一定のエンジン回転数（一定の燃料噴射
量）に制御し易くなり、結果的にエンジン特性を最適に
維持し易くなる。
【００５０】また、電動・発電機６のトルクアシストや
発電に対する負荷変動が抑えられるため、電動・発電機
６の最大電流が小さくなり、電動・発電機６やインバー
タ８、蓄電部７の小型化が図れる。
発電に対する負荷変動が抑えられるため、電動・発電機
６の最大電流が小さくなり、電動・発電機６やインバー
タ８、蓄電部７の小型化が図れる。
【００５１】また、電動機アシストのない普通のエンジ
ンに慣性負荷を追加した場合は、エンジン始動時や加速
時のエンジン負荷が過大となり、始動性・加速性が悪化
しかつ排ガス中に黒煙が発生しがちとなるが、本実施の
形態では、電動・発電機６によるトルクアシストにより
慣性負荷を追加しても良好な始動性・加速性を維持で
き、かつ排ガスの黒煙の発生を低減できる。
ンに慣性負荷を追加した場合は、エンジン始動時や加速
時のエンジン負荷が過大となり、始動性・加速性が悪化
しかつ排ガス中に黒煙が発生しがちとなるが、本実施の
形態では、電動・発電機６によるトルクアシストにより
慣性負荷を追加しても良好な始動性・加速性を維持で
き、かつ排ガスの黒煙の発生を低減できる。
【００５２】なお、以上の実施の形態では、エンジン１
の軸トルクを保持するときの目標トルクを最適トルク線
図Ｚ上の点とし、かつその最適トルク線図Ｚを最少燃費
を得るトルクとしたが、燃費以外に排ガス等、その他の
ファクターを考慮して最適トルク線図を設定してもよ
い。
の軸トルクを保持するときの目標トルクを最適トルク線
図Ｚ上の点とし、かつその最適トルク線図Ｚを最少燃費
を得るトルクとしたが、燃費以外に排ガス等、その他の
ファクターを考慮して最適トルク線図を設定してもよ
い。
【００５３】また、エンジン出力トルクの最大値（最大
トルク）Ｘよりも小さい最適トルク線図Ｚを設定し、線
図ＸとＺ間をアシスト領域としたが、目標トルク線図を
最大トルク線図付近に設定することにより、エンジンの
軸トルクが最大トルク付近に達した状態でのトルクアシ
ストを行ってもよく、この場合は、最大トルク＋トルク
アシスト分の駆動トルクが得られ、パワーアップを図る
ことができる。
トルク）Ｘよりも小さい最適トルク線図Ｚを設定し、線
図ＸとＺ間をアシスト領域としたが、目標トルク線図を
最大トルク線図付近に設定することにより、エンジンの
軸トルクが最大トルク付近に達した状態でのトルクアシ
ストを行ってもよく、この場合は、最大トルク＋トルク
アシスト分の駆動トルクが得られ、パワーアップを図る
ことができる。
【００５４】
【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成で、電動・
発電機によりエンジンのアシスト作動や発電作動を行わ
せ、エンジンを目標とする運転状態に正確に制御するこ
とができる。
発電機によりエンジンのアシスト作動や発電作動を行わ
せ、エンジンを目標とする運転状態に正確に制御するこ
とができる。
【００５５】また、本発明によれば、目標トルクとして
最適トルクを設定するので、燃費や排ガス、騒音などの
影響に対してエンジンを最適な状態で運転することがで
きる。また、エンジンに要求される運転時の最大トルク
が電動・発電機によるアシスト分だけ低下するため、エ
ンジンの小型化が図れ、小型化の分、燃費や排ガス、騒
音の影響の向上や設置スペースの減少、軽量化などが図
れる。
最適トルクを設定するので、燃費や排ガス、騒音などの
影響に対してエンジンを最適な状態で運転することがで
きる。また、エンジンに要求される運転時の最大トルク
が電動・発電機によるアシスト分だけ低下するため、エ
ンジンの小型化が図れ、小型化の分、燃費や排ガス、騒
音の影響の向上や設置スペースの減少、軽量化などが図
れる。
【００５６】また、本発明によれば、目標トルクをエン
ジンの最少燃費トルクとするので、最少の燃費でエンジ
ンを運転することができる。
ジンの最少燃費トルクとするので、最少の燃費でエンジ
ンを運転することができる。
【００５７】更に、本発明によれば、慣性負荷手段を設
置するので、ンジン回転数が一定となるように機械的に
補助することができ、エンジンを意図した特性に容易に
維持制御することができる。
置するので、ンジン回転数が一定となるように機械的に
補助することができ、エンジンを意図した特性に容易に
維持制御することができる。
【００５８】また、電動・発電機のトルクアシストや発
電に対する負荷変動が抑えられるため、電動・発電機の
最大電流が小さくなり、電動・発電機や電動・発電機制
御手段、蓄電手段の小型化が図れる。
電に対する負荷変動が抑えられるため、電動・発電機の
最大電流が小さくなり、電動・発電機や電動・発電機制
御手段、蓄電手段の小型化が図れる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる油圧駆動制
御装置を示す図である。
御装置を示す図である。
【図２】本発明の油圧駆動制御装置を搭載したハイブリ
ッド油圧ショベルの外観を示す図である。
ッド油圧ショベルの外観を示す図である。
【図３】エンジン１の軸トルクと燃料噴射量とガバナ特
性と最適トルクとの関係を示す図である。
性と最適トルクとの関係を示す図である。
【図４】電動・発電機を制御するコントローラの処理機
能を示すフローチャートである。
能を示すフローチャートである。
【図５】設定回転数とこの設定回転数で最適トルクを得
る目標燃料噴射量との関係を示す図である。
る目標燃料噴射量との関係を示す図である。
【図６】コントローラの処理機能の全体を示す機能ブロ
ック図である。
ック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係わる油圧駆動制
御装置を示す図である。
御装置を示す図である。
１ エンジン
２ スロットルダイヤル（回転数設定手段）
３ 回転数センサ
４ ガバナ
５ 油圧ポンプ
６ 電動・発電機
７ 蓄電部（バッテリ）
８ インバータ（電動・発電機制御部）
９ コントローラ
９Ａ エンジン制御部（エンジン制御手段）
９Ｂ 電動・発電機制御部（電動発電制御手段）
１０ 慣性負荷（フライホール）
１１ バルブ装置
１２ アクチュエータ
１６ ガバナセンサ
２１ ハイブリッド油圧ショベル
２２ 下部走行体
２３ 上部旋回体
２４ フロント作業機
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｆ０２Ｄ 29/02 Ｊ
29/04 29/04 Ｇ
41/04 ３３０ 41/04 ３３０Ｃ
// Ｂ６０Ｋ 6/02 ＺＨＶ Ｂ６０Ｋ 9/00 ＺＨＶＣ
(72)発明者 山下 誠二
茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株
式会社土浦工場内
(72)発明者 榑沼 透
茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株
式会社土浦工場内
(72)発明者 大平 修司
茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株
式会社土浦工場内
(72)発明者 糟谷 博嗣
茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株
式会社土浦工場内
Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB06 AB07 BA02 BA05
BB01 BB12 CA10 DA04 DB03
DB08
3G093 AA07 AA10 AA14 AA16 AB01
BA19 BA20 BA32 CA08 CA09
DA01 DA10 DB27 DB28 EA02
EA05 EB09 EC01 FA04 FB01
3G301 HA02 HA27 HA28 JA02 JA21
JA24 JA37 KA10 LB11 MA11
MA16 ND01 NE01 NE06 PA17Z
PF12Z PG01Z
5H115 PA12 PA13 PG10 PI16 PI22
PO02 PU01 PU21 PV09 RE02
RE05 SE04 TO04 TU20
Claims (8)
- 【請求項１】エンジンと、このエンジンの回転数を設定
する回転数設定手段と、エンジンの燃料噴射量を調整す
るガバナと、前記設定回転数となるよう前記ガバナを制
御し前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、エン
ジンにより駆動される油圧ポンプとを備え、この油圧ポ
ンプから吐出される圧油により油圧作業部の駆動を行う
建設機械の駆動制御装置において、 前記エンジンから前記油圧ポンプヘトルクを伝達する伝
達軸に設けられた電動・発電機と、 この電動・発電機に対する電気エネルギーの授受を行う
蓄電手段と、 前記電動・発電機の動作を制御する電動発電制御手段と
を備え、 前記電動発電制御手段は、目標トルクに対応する燃料噴
射量を予め設定しておき、この目標トルクに対応する燃
料噴射量を燃料噴射量の目標値として用い、この目標値
と燃料噴射量の実測値とを比較して、実測値が目標値よ
り大きくなると前記電動・発電機を電動機として機能さ
せ、実測値が目標値より小さくなると前記電動・発電機
を発電機として機能させるよう制御することを特徴とす
るハイブリッド建設機械の駆動制御装置。 - 【請求項２】請求項１記載のハイブリッド建設機械の駆
動制御装置において、前記電動発電制御手段は、前記燃
料噴射量の目標値と実測値の偏差を演算し、その偏差に
応じて前記電動・発電機が電動機或いは発電機として機
能するときの制御量を変えることを特徴とすることを特
徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装置。 - 【請求項３】請求項１記載のハイブリッド建設機械の駆
動制御装置において、前記電動発電制御手段は、前記回
転数設定手段による設定回転数とこの設定回転数で前記
目標トルクを出力するときの燃料噴射量との関係を予め
定めておき、この関係にそのときの設定回転数を参照し
て前記目標トルクに対応する燃料噴射量を求め、燃料噴
射量の目標値とすることを特徴とするハイブリッド建設
機械の駆動制御装置。 - 【請求項４】請求項１記載のハイブリッド建設機械の駆
動制御装置において、前記目標トルクはそのときの設定
回転数で前記エンジンの最適運転状態を得る最適トルク
であることを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制
御装置。 - 【請求項５】請求項１記載のハイブリッド建設機械の駆
動制御装置において、前記目標トルクはそのときの設定
回転数で前記エンジンの最少燃費を得るトルクであるこ
とを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装置。 - 【請求項６】請求項１記載のハイブリッド建設機械の駆
動制御装置において、前記エンジンから前記油圧ポンプ
ヘトルクを伝達する伝達軸に慣性負荷手段を設置するこ
とを特徴とするハイブリッド建設機械の駆動制御装置。 - 【請求項７】エンジンと、このエンジンの回転数を設定
する回転数設定手段と、エンジンの燃料噴射量を調整す
るガバナと、前記設定回転数となるよう前記ガバナを制
御し前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、エン
ジンにより駆動される油圧ポンプとを備え、この油圧ポ
ンプから吐出される圧油により油圧作業部の駆動を行う
建設機械において、 前記エンジンから前記油圧ポンプヘトルクを伝達する伝
達軸に設けられた電動・発電機と、 この電動・発電機に対する電気エネルギーの授受を行う
蓄電手段と、 前記電動・発電機の動作を制御する電動発電制御手段と
を備え、 前記電動発電制御手段は、目標トルクに対応する燃料噴
射量を予め設定しておき、この目標トルクに対応する燃
料噴射量を燃料噴射量の目標値として用い、この目標値
と燃料噴射量の実測値とを比較して、実測値が目標値よ
り大きくなると前記電動・発電機を電動機として機能さ
せ、実測値が目標値より小さくなると前記電動・発電機
を発電機として機能させるよう制御することを特徴とす
るハイブリッド建設機械。 - 【請求項８】エンジンと、このエンジンの回転数を設定
する回転数設定手段と、エンジンの燃料噴射量を調整す
るガバナと、前記設定回転数となるよう前記ガバナを制
御し前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、エン
ジンにより駆動される油圧ポンプと、前記エンジンから
前記油圧ポンプへトルクを伝達する伝達軸に設けられた
電動・発電機とを備え、前記油圧ポンプから吐出される
圧油により油圧作業部の駆動を行うハイブリッド建設機
械の駆動制御プログラムにおいて、前記電動・発電機の
動作を制御するためにコンピュータを、 目標トルクに対応する燃料噴射量を予め設定しておき、
この目標トルクに対応する燃料噴射量を燃料噴射量の目
標値として用い、この目標値と燃料噴射量の実測値とを
比較して、実測値が目標値より大きくなると前記電動・
発電機を電動機として機能させ、実測値が目標値より小
さくなると前記電動・発電機を発電機として機能させる
よう制御する手段として機能させることを特徴とするハ
イブリッド建設機械の駆動制御プログラム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001218076A JP2003027985A (ja) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | ハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001218076A JP2003027985A (ja) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | ハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003027985A true JP2003027985A (ja) | 2003-01-29 |
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ID=19052311
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|---|---|---|---|
| JP2001218076A Pending JP2003027985A (ja) | 2001-07-18 | 2001-07-18 | ハイブリッド建設機械の駆動制御装置、ハイブリッド建設機械及びその駆動制御プログラム |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2003027985A (ja) |
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